簡要概述:
下料后,直接把Q550D高強鋼板加熱然后沖壓成形,主要用于形狀比較簡單變形程度不大的工件。對于一些形狀復雜的或者拉深深度較大的工件,則需要采用間接工藝,先把下好料的鋼板預變形,然后再加熱實施熱沖壓。對高強度鋼板的熱成形技術,我們需要重點關注的是用鋼選擇、熱成形用鋼的表面鍍層、模具設計和熱成形零件的檢測問題。
熱成形用鋼的選擇是保證熱成形零件性能的重要一環。高強度Q550D鋼板的熱成形性主要分包括以下形式:深沖成形性、脹形成形性以及延伸凸緣成形性等。一般認為:深沖成形性取決于鋼板塑性應變化的Lankford值;脹形成形性取決于鋼板的延性;而延伸凸緣成形性取決于鋼板的局部變形能和顯微組織均勻性。B在支配延伸凸緣成形性和彎曲成形性的顯微組織均勻化方面起到了重要作用,故一直采用F+B和B單一組織;而且為了實現高強度化目標,也采用了低碳M。馬氏體鋼中的22MnB5鋼的原理與此相符,是典型的熱沖壓材料鋼,它利用鈦和硼微合金化的方法,通過熱成形后急冷獲得高的成形度和極高的強度。目前,熱成形MnB鋼板在歐美和日本主要汽車制造企業已經開始使用,如新型Golf V6車有5個零部件用MnB鋼制成,最新的第六代PASSAT車型有9個這樣的部件。圖5是寶鋼開發的熱沖壓成形用含硼鋼的CCT(連續冷卻相變)曲線,經過 950℃左右單相奧氏體區的加熱保溫后,當冷卻速度大于15℃/s后,Q550D鋼板的組織轉變為全馬氏體組織,其硬度為HV450~500,強度達到1300—1500MPa。
熱成形零件具有的壓潰性能(碰撞后的低的侵入)決定了其很適合用于安全件。熱成形零件的加工通常需要經過激光切割、沖裁孔、點焊、冷成形、裝配以及油漆等工序,因此對熱成形零件需要檢測的內容很多。首先是要對熱成形零件進行力學性能檢測、形狀檢測、厚度分布檢測和引入的內應力檢測,還要根據不同零件的不同要求,采用不同的方法進行實物性能檢測。對于一個合格的熱成形零件,應當滿足高強度、輕量化和安全性的要求,同時還應具備好的強度與韌性結合性、尺寸穩定性、可加工性(幾何尺寸穩定性)、可焊性以及疲勞抗力等。
汽車制造專用Q550D高強板生產中一般的措施有:
1、熱裂紋防止措施
1)控制焊縫的化學成分。降低母材及焊接材料中形成低熔點共晶物即易于偏析的元素,如硫、磷的含量。降低碳在鋼中的含量,可降低熱裂傾向;提高Mn含量,可提高焊縫抗熱裂性能。
2)控制焊接工藝參數和條件??刂坪附与娏骱秃附铀俣?,使各焊道截面上部的寬深比達到1.1~1.2,可提高抗熱裂性能,同時控制焊接熔池形狀,不形成尖長形熔池而易在焊縫表面形成縱向熱裂紋。焊前預熱可降低形成裂紋的傾向;合理的焊接順序可以使大多數焊縫在較小的拘束度下焊接,減小焊縫收縮時所受拉應力,也可減小熱裂紋傾向。
2、冷裂紋防止措施
1)焊前進行工藝評定試驗,確定工藝參數。
2)焊前預熱可防止裂紋,同時還有一定的改善性能的作用。
3)手工焊采用堿性低氫焊條E5Q/E55型;CO:氣體保護焊可選用藥芯焊絲;埋弧焊可選用F5021一H08MnA焊條,并且嚴格按規定烘干。烘干溫度為350—450℃,烘干后在100—150cC溫度下保溫1~2h,放在保溫筒內隨用隨取。
4)選擇合理的焊縫形狀,嚴格按圖紙加工零件坡口。
5)將焊縫兩側各30~50mm范圍內銹、水等清除干凈,減少氫氣的來源。
6)裂紋往往出現在頭道焊縫和焊根上,因此對定位焊長度、焊腳高度和間隔也要作出相應規定。定位焊縫若不得已在坡口內進行時,其焊縫高度應小于坡口深度的2/3,長度宜大于40mm。必要時在定位焊之前進行預熱。焊前對定位焊縫進行檢查,有裂紋時必須清除重焊。定位焊的長度和間距,應視母材厚度、結構長度而定。
7)為減小內應力,防止焊接時產生裂紋,裝配時要避免強行組裝。
8)適當增大電流,降低冷卻速度,有助于避免淬硬組織的形成。
9)控制層間溫度,應略高于預熱溫度。
10)Q550D高強板低溫焊接后應進行緩冷,為減緩焊縫及熱影響區的冷卻速度,防止冷裂紋的產生,應對焊件及時保溫,即把焊后的焊件立即加熱到250~350。,并用石棉等保溫2。6h后空冷,可減少焊縫中含氫量,防止產生冷裂紋,其加熱方法、寬度同焊前預熱。